Модули ввода сигналов напряжения 0...10, 0...5, 1...5, -5...+5 и -10...+10 В

Что такое аналоговый сигнал напряжения

Аналоговый сигнал напряжения представляет измеряемую величину в виде определенного уровня постоянного напряжения. Например, датчик давления с диапазоном 0...10 бар может формировать сигнал 0–10 В:

• 0 В соответствует давлению 0 бар;
• 5 В соответствует давлению 5 бар;
• 10 В соответствует давлению 10 бар.

Модуль измеряет поступившее напряжение, а программа ПЛК пересчитывает его в давление, температуру, уровень, положение или другую инженерную величину.

Диапазоны входного напряжения

Диапазоны ±5 и ±10 В позволяют передавать как положительные, так и отрицательные значения. Например, отрицательное напряжение может обозначать движение механизма в одном направлении, а положительное — в противоположном.

Как работает модуль ввода напряжения

1. Формирование сигнала. Датчик или измерительный преобразователь формирует сигнал 0–10, 0–5, 1–5, ±5 или ±10 В.
2. Измерение напряжения. Сигнал поступает на соответствующий канал модуля.
3. Аналого-цифровое преобразование. АЦП преобразует измеренное напряжение в цифровой код.
4. Передача данных. Модуль передает цифровое значение в ПЛК по внутренней шине G-Bus или M-Bus.
5. Масштабирование. ПЛК пересчитывает код в заданную инженерную величину.

Модули аналогового ввода напряжения серии G

Модули аналогового ввода напряжения серии M

Модули серии M поддерживают горячую замену. Это позволяет заменить модуль без полного отключения питания и остановки остальных устройств станции ввода-вывода.

Комбинированные модули с входами напряжения

В каталоге также представлены комбинированные модули, которые совмещают аналоговые входы напряжения и аналоговые выходы. Их применяют, когда в одной станции необходимо одновременно получать сигналы от датчиков и передавать аналоговые команды исполнительным устройствам.

Модули ввода напряжения серии S

Серия S снята с производства. Эти модели могут потребоваться для обслуживания существующих систем. Для новых проектов рекомендуется выбирать оборудование серий G или M.

Несимметричные и дифференциальные входы

В несимметричной схеме напряжение каждого канала измеряется относительно общей аналоговой земли. Такое исполнение подходит для устройств с общей точкой 0 В и позволяет разместить в одном модуле больше каналов.

Дифференциальный вход измеряет разность напряжений между двумя сигнальными контактами канала. Такая схема лучше подходит для двухполярных сигналов ±5 и ±10 В, а также для оборудования, сигнальные цепи которого не должны использовать общую землю.

Дифференциальное подключение не означает наличие гальванической изоляции между каналами. Наличие изоляции необходимо отдельно проверять в характеристиках конкретного модуля.

Разрядность АЦП

АЦП (аналого-цифровой преобразователь) измеряет входной аналоговый сигнал и преобразует его в цифровой код для последующей обработки в ПЛК.

Разрядность АЦП определяет, на какое количество уровней модуль разделяет входной диапазон:

• 12 бит подходят для большинства стандартных задач автоматизации;
• 14 бит обеспечивают более детальное преобразование сигнала;
• 16 бит выбирают для более точного контроля небольших изменений напряжения.

Разрядность влияет на шаг преобразования, но итоговая точность измерения также зависит от погрешности модуля, датчика, качества питания и уровня электрических помех.

Особенности подключения

Один канал модуля обычно принимает сигнал напряжения от одного датчика или измерительного преобразователя. Перед подключением необходимо проверить диапазон выходного сигнала, полярность, общую точку цепи и допустимое входное напряжение модуля.

Сигналы напряжения чувствительнее к падению напряжения и электромагнитным помехам, чем токовые сигналы 4–20 мА. При прокладке длинных линий рекомендуется использовать экранированный кабель, отделять сигнальные цепи от силовых и соблюдать требования руководства по эксплуатации.

Модули 0–10 и ±10 В предназначены для измерения низковольтных аналоговых сигналов постоянного напряжения. Их нельзя использовать для прямого измерения напряжения силовой или трехфазной электрической сети.

Где применяются входные сигналы напряжения

• контроль положения клапанов и исполнительных механизмов;
• измерение давления, уровня и расхода;
• подключение потенциометров и датчиков перемещения;
• прием сигналов регуляторов и частотных преобразователей;
• контроль скорости и направления движения;
• подключение лабораторного и испытательного оборудования;
• сбор данных от измерительных преобразователей.

Смотрите также другие модели модулей аналогового ввода. Для подключения оборудования с сигналами 0–20, 4–20 или ±20 мА используйте модули токового ввода. Если в одной станции требуется одновременно принимать и формировать аналоговые сигналы, обратите внимание на комбинированные модули аналогового ввода/вывода.